CAMPUS di ASTRONOMIA e ASTROFISICA - ON-LINE

Per gli STUDENTI del biennio e triennio della SCUOLA SUPERIORE

Corsi di astronomia e astrofisica

ASTROBIOLOGIA, UN VIAGGIO NEL TEMPO E NELLO SPAZIO ALLA RICERCA DELLA VITA NEL COSMO
Docente Prof. Giuseppe Murante, Istituto Nazionale di Astrofisica – Osservatorio Astronomico di Trieste
Argomenti del Corso

La domanda se ci sia vita al di fuori del nostro Pianeta è antica forse quanto la nostra specie. Negli ultimi decenni, forse per la prima volta, siamo in grado di tentare di dare risposte scientifiche a questa domanda. Per fare questo, occorrono competenze provenienti da numerosi settori scientifici tradizionalmente non connessi tra di loro, dalla biologia all'astrofisica, dalla paleontologia alla climatologia: tutte queste scienze sono importanti per capire l'origine e l'evoluzione dell'unica biosfera che abbiamo a disposizione da studiare, la nostra.

Il corso si articola in tre capitoli. Nel primo ci occuperemo appunto del nostro pianeta e della vita che lo abita. Faremo una panoramica sulle proprietà fisico-chimiche del nostro tipo di vita, ci chiederemo se carbonio ed acqua siano l'unica possibilità di produrre una biochimica complessa ed il metabolismo che caratterizza gli esseri viventi. Affronteremo il problema dell'origine della vita dalla materia, e studieremo l'evoluzione della vita a partire dalla prima cellula sino agli animali ed ai vegetali complessi.

Nel secondo capitolo inizierà il nostro viaggio nello spazio: ci guarderemo attorno nel nostro sistema solare, alla ricerca di luoghi ospitali - o non troppo inospitali - per la vita, daremo un'occhiata ai più interessanti, da Marte alle lune di Giove e Saturno, e cercheremo di capire se in breve tempo, forse uno o due decenni, la razza umana possa trovare segni inequivocabili di forme di vita non terrestri.

Il terzo capitolo ci porterà invece molto più lontano, nel mondo affascinante e inusuale dei pianeti extra-solari, il primo dei quali fu scoperto solo nel 1996. Da allora ne abbiamo individuati migliaia: ci occuperemo dei metodi che usiamo per trovarli, studieremo le loro caratteristiche, e vedremo come sia possibile, anche dall'enorme distanza che ci separa da loro, determinare la probabilità' che siano abitati. Parleremo del loro clima e dell'importanza del medesimo per l'abitabilità. Infine, studieremo con quali metodi e strumenti si potrà' evincere la presenza di vita su questi mondi remoti, anche qui nei prossimi decenni. Ci porremo infine alcune domande più speculative. Cosa significherà trovare, o non trovare, segni di vita nel Cosmo? Potremo mai incontrare non solo vita, ma intelligenza, al di fuori del nostro pianeta?

DAL SOLE ALLE AURORE, EFFETTI IMPREVEDIBILI DELLA NOSTRA STELLA
Docente Prof. Alessandro Bemporad, Istituto Nazionale di Astrofisica – Osservatorio Astrofisico di Torino
Argomenti del Corso

La vita sul nostro pianeta dipende strettamente dalla stella attorno cui orbita, il Sole, una stella relativamente tranquilla che ha così permesso lo sviluppo della vita sul nostro pianeta. Tuttavia, il Sole è sede di frequenti brillamenti ed eruzioni, i fenomeni più energetici che avvengono in tutto il sistema solare, le cui conseguenze investono spesso il nostro pianeta generando ad esempio splendide aurore polari, e non solo. Questi eventi rilasciano in poche decine di minuti un'energia pari a circa 10 miliardi di bombe di Hiroshima, e verso il massimo di attività del ciclo solare sono attesi circa 4-6 eventi di questo tipo al giorno. Solo in alcuni casi la radiazione elettromagnetica, i gas e le particelle energetiche espulse colpiscono il nostro pianeta, ma la vita sulla Terra per fortuna è parzialmente protetta, grazie all'atmosfera ed al campo magnetico terrestre. Tuttavia, la nostra società avanzata è sempre più dipendente da tecnologie (quali la corrente elettrica, i telefoni cellulari, i satelliti GPS, le comunicazioni radio, ...) che possono essere danneggiate anche in modo permanente dall'attività solare. Questo ci rende oggi molto più vulnerabili alle tempeste solari rispetto all'epoca in cui si verificò l'ultima super-eruzione solare che conosciamo: l'evento di Carrington del 1859. Quali sono allora le reali conseguenze che questi fenomeni possono avere oggi quando colpiscono la Terra? Cosa sappiamo sulle origini delle tempeste solari? Quando una tempesta solare genera una tempesta geomagnetica a Terra? E cosa possiamo fare per prevederla o prevenirne gli effetti? Nel corso saranno affrontati questi e molti altri temi legati alla nostra capacità di prevenire l'arrivo e le conseguenze di una tempesta geomagnetica a Terra, temi di cui si occupa una disciplina nata solo da pochi anni: la meteorologia spaziale.

SUPERNOVAE, CATASTROFI E RINASCITA
Docente Prof. Luca Zangrilli, Istituto Nazionale di Astrofisica – Osservatorio Astrofisico di Torino
Argomenti del Corso

Le supernove rappresentano la fine drammatica di stelle di grande massa, e lo spettacolo della loro esplosione rivaleggia per alcuni mesi con la luminosità delle galassie a cui appartengono. L'esito finale può essere una stella di neutroni oppure un buco nero. Tuttavia, alle supernove dobbiamo anche la sintesi di nuovi elementi e la formazione di nuovi sistemi stellari. Il Sole è una stella di popolazione I, che nel linguaggio degli astronomi sta ad indicare un astro nato da una precedente generazione di stelle. La materia che ci costituisce, e su cui più in generale si basa la vita come la conosciamo, è stata sintetizzata nella fucina di queste grandiose esplosioni. In questo corso studieremo i meccanismi fisici alla base delle supernove e i loro effetti sull'evoluzione della materia nelle galassie.

Laboratori di astronomia e astrofisica

LA FISICA DEI BUCHI NERI
Docente Prof. Luca Zangrilli, Istituto Nazionale di Astrofisica – Osservatorio Astrofisico di Torino
Argomenti del Laboratorio

I buchi neri sono fra gli oggetti astrofisici più misteriosi e affascinanti allo stesso tempo. È nella loro natura avere un carattere elusivo all'indagine scientifica, in quanto la luce non è in grado di lasciarne la superficie, portandoci di essi un'informazione diretta. Tuttavia, manifestano la loro presenza con la forza gravitazionale da loro esercitata. Li possiamo trovare di piccola massa, come quelli che si originano dall’evoluzione di stelle massicce, oppure di massa enorme, come i buchi neri che si annidano al centro di molte galassie, se non tutte. Li accomuna l’essere i motori più potenti che esistano, capaci di estrarre energia gravitazionale dalla materia con un’efficienza senza pari. Partendo dalle ultime epocali osservazioni, in particolare dalla prima immagine mai ottenuta di un buco nero, studieremo la fisica che li descrive e alcune conseguenze dell’applicazione della Relatività Generale.

ALLA RICERCA DEGLI ESOPIANETI. SIMULARE E DISEGNARE LA CURVA DI LUCE DI UN PIANETA EXTRASOLARE
Docente Prof.ssa Elisabetta Morandi, Dipartimento di Fisica dell'Università di Torino
Argomenti del Laboratorio

Un esopianeta, o pianeta extrasolare, è un pianeta che non fa parte del Sistema Solare e ruota attorno ad una stella diversa dal Sole. L'interesse scientifico relativamente a questi oggetti è notevole perché lo studio delle loro caratteristiche è importante per capire dove si posiziona il nostro Sistema Solare nei processi di formazione ed evoluzione planetaria; inoltre, la ricerca di altri pianeti con caratteristiche simili alla Terra, che per ora sembra l'unico pianeta capace di ospitare la Vita, potrebbe, finalmente, dare una risposta alla domanda: "Siamo soli in questo grande Universo?". In questo laboratorio si vuole simulare la ricerca di un esopianeta sfruttando il metodo dei transiti: si riprodurrà il transito di un pianeta davanti ad una stella e se ne studierà la curva di luce.